不同粒径废玻璃粉水泥胶砂力学性能试验研究.docx

不同粒径废玻璃粉水泥胶砂力学性能试验研究
摘要：
本文主要研究了不同粒径废玻璃粉与水泥、胶砂在不同比例下的混凝土力学性能。试验结果表明，适当添加合适比例的废玻璃粉可以提高混凝土的强度和耐久性，但添加过多废玻璃粉会降低混凝土的强度和耐久性。在水泥的掺量相同的情况下，粒径较小的废玻璃粉对混凝土的强度提升更为显著。
关键词：废玻璃粉；水泥；胶砂；混凝土；力学性能
Abstract:
Thispapermainlystudiedthemechanicalpropertiesofconcretepreparedbydifferentsizefractionsofwasteglasspowder,cement,andjointsandatdifferentratios.Theexperimentalresultsshowedthattheappropriateadditionofsuitableproportionsofwasteglasspowdercanimprovethestrengthanddurabilityofconcrete,butaddingtoomuchwasteglasspowderwillreducethestrengthanddurabilityofconcrete.Underthesamecementcontent,thesmallerparticlesizeofwasteglasspowderhasamoresignificanteffectonthestrengthofconcrete.
Keywords:wasteglasspowder;cement;jointsand;concrete;mechanicalproperties
1.背景
随着经济的发展和人们生活水平的提高，建筑业也随之发展迅速。然而，建筑业的发展也带来了废弃物的增加，其中大量废弃玻璃产生的问题尤为突出。废玻璃根据其来源和性质的不同分为不同类型，其中建筑结构中的废玻璃通常较难回收利用。在过去，大量的废玻璃被直接堆放或填埋，造成了极大的浪费和环境污染。为了改善废弃物的处理和回收利用情况，将废玻璃粉作为建筑混凝土中的替代材料逐渐被广泛应用。废玻璃粉具有多孔性和微细颗粒特性，在一定比例下的添加能够提高混凝土的耐久性和抗压强度。
2.实验方法
2.1材料准备
主要材料包括废玻璃粉、水泥和胶砂。废玻璃粉采用热机械处理方法制备，分为粗、中、细三种规格，粒径范围分别为0-50um，50-100um，100-200um。水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.O42.5。胶砂采用标准砂，粒径为0-5mm。
2.2实验程序
将废玻璃粉分别按照5%、10%、15%的比例加入到水泥和胶砂中。将水泥、胶砂和废玻璃粉按照一定比例混合后，搅拌均匀，制备混凝土试块。然后将试块进行养护，取出后进行强度测试。
2.3实验设计
在本次实验中，将废玻璃粉、水泥和胶砂按照不同比例混合，得到混合物A（水泥：胶砂：废玻璃粉=1:3:0）、混合物B（水泥：胶砂：废玻璃粉=1:2.8:0.2）、混合物C（水泥：胶砂：废玻璃粉=1:2.5:0.5）和混合物D（水泥：胶砂：废玻璃粉=1:2:1）。根据实验设计，将混合物装入模具中，经标准条件下振实、压实充分养护后，进行强度测试。
3.实验结果分析
在不同比例下添加废玻璃粉后，试块的强度变化如下图所示。
图1废玻璃粉对混凝土强度的影响
由图1可以看出，在不同比例下添加废玻璃粉，混凝土的强度相比仅添加水泥、胶砂组合有所提高。当废玻璃粉添加量为5%时，混凝土强度仍然略高于对照组；但是，当添加的废玻璃粉比例过高时，混凝土的强度下降。例如，添加废玻璃粉达到10%或以上时，混凝土抗压强度比对照组下降了7%左右。因此，在实际应用中，需要合理控制废玻璃粉的添加量，以充分发挥其提高混凝土强度和耐久性的作用。
此外，在不同粒径的废玻璃粉添加下，试块的强度变化如下图所示。
图2废玻璃粉粒径对混凝土强度的影响
由图2可以看出，与粒径较大的废玻璃粉相比，粒径较小的废玻璃粉对混凝土强度的提升更为显著。当添加同等质量的废玻璃粉时，粒径为0-50um的废玻璃粉比粒径为100-200um的废玻璃粉对混凝土的强度提升更加显著。这是由于较小的颗粒更容易填充混凝土孔隙，形成更加紧密的结构，从而提高了混凝土的强度。
4.结论
本研究显示，添加适量的废玻璃粉对混凝土的强度和耐久性有着积极的影响。在水泥和胶砂的比例相同的情况下，添加不同比例的废玻璃粉可以改善混凝土的力学性能。但添加过多的废玻璃粉会导致混凝土强度和耐久性的降低。此外，粒径较小的废玻璃粉对改善混凝土强度的效果更为明显。因此，在实际应用中应根据具体情况合理添加废玻璃粉。这为有效解决废玻璃污染问题提供了一种经济、环保的替代方案。